电老虎网电工课：高低压开关柜故障分析与排除方法

电老虎网电工课：高低压开关柜故障分析与排除方法
开关柜是指按一定的方案将一次设备、二次设备组装而成的成套配电装置，主要用来对线路、设备实施控制、保护。

开关柜按电压等级可分高压开关柜(固定式和手车式)和低压开关柜(固定式和抽屉式)。

高压开关柜的结构大体类似，主要分为母线室、断路器室、二次控制室(仪表室)、馈线室，各室之间一般有钢板隔离。

内部元器件包括：
母线(汇流排)、断路器、常规继电器、综合继电保护装置、计量仪表、隔离刀、指示灯、接地刀等。

一、高压开关柜常见故障分析
分析其原因高压开关柜故障原因，多发生在绝缘、导电和机械方面。

1、拒动、误动故障：这种故障是高压开关柜最主要的故障，其原因可分为两类。

一类是因操动机构及传动系统的机械故障造成，具体表现为机构卡涩，部件变形、位移或损坏，分合闸铁芯松动、卡涩，轴销松断，脱扣失灵等。

另一类是因电气控制和辅助回路造成，表现为二次接线接触不良，端子松动，接线错误，分合闸线圈因机构卡涩或转换开关不良而烧损，辅助开关切换不灵，以及操作电源、合闸接触器、微动开关等故障。

2、开断与关合故障：这类故障是由断路器本体造成的，对少油断路器而言，主要表现为喷油短路、灭弧室烧损、开断能力不足、关合时爆炸等。

对于真空断路器而言，表现为灭弧室及波纹管漏气、真空度降低、切电容器组重燃、陶瓷管破裂等。

3、绝缘故障：绝缘水平是要正确处理作用在绝缘上的各种电压(包括运行电压和各种过电压)、各种限压措施、绝缘强度这三者之间的关系。

力求使产品做到既安全又经济，得到最佳的经济效益。

在绝缘方面的故障主要表现为外绝缘对地闪络击穿，内绝缘对地闪络击穿，相间绝缘闪络击穿，雷电过电压闪络击穿，瓷瓶套管、电容套管闪络、污闪、击穿、爆炸，提升杆闪络，CT闪络、击穿、爆炸，瓷瓶断裂等。

4、载流故障：72～12KV电压等级发生的载流故障主要原因是开关柜隔离插头接触不良导致触头烧融。

5、外力及其他故障：包括异物撞击，自然灾害，小动物短路等不可知的其他外力及意外故障的发生。

高压柜的故障现象多种多样，在发生故障时，可根据电路原理图认真分析，才能找到故障原因。

二、低压开关柜故障及排除
1、柜内元件排列不当：
某单位一台电控设备内的部分元件排列如图所示：
元件排列图
在调试中发现，当接触器KM1吸合时，控制电源的低压断路器QF（额定电流10A）经常跳闸，然而同样由QF提供操作电源的接触器 KM2 动作时，却没有这种现象。

原因分析：检查KM1控制线，经重新校线并用绝缘电阻表测量，没有发现错线和绝缘降低现象。

检查 KM1线圈，略有潮湿，外观无破损。

为验证是否是线圈的问题，我们互换了KM1和KM2的位置，再试，故障依旧。

用10A熔断器代替QF 试用，接触器 KM1 吸合正常，于是更换了一只相同规格的 QF，换后一试，故障重新出现。

经过认真仔细的分析认为出现这种故障是元件排列不当所致。

当 KM1吸合时产生瞬时大幅度振动，造成QF脱扣跳闸。

把QF拆下，并延长控制线，放在地面上，反复试了多次，均没跳闸。

故障排除：找到原因之后，在柜内另选一个避开振动源相对比较稳固的地方（见图中虚线所示位置）重新把 QF安装好，投入使用，运行几个月证明改进是正确的。

通过以上事例，设计单位和生产厂家应当重视柜内元件排列的合理性。

2、控制柜维护不及时
某日，一泵房BDL-1’ 型电控柜内发出数声沉闷的爆炸声，低压室连同泵房内（两者仅一墙之隔，门常年敞开并朝向泵房）浓烟滚滚，经用干粉灭火后发现其中两台电控柜内的5台DZ10-100/3300型低
压断路器和3台CJ10-100交流接触器及铝排全部烧毁。

事故分析：当时认为可能是由于锅炉房环境较差、灰尘较多并大量积聚在低压断路器上端，因未及时清扫引起电源相间击穿短路，因此仅进行了恢复性处理并对电控柜进行了彻底清扫。

不久，又发生了同样的事故。

经现场检查，发现位于低压室电控柜上方的柄形楼板梁上有少量水珠，而周围墙壁均没有发现有渗漏水的地方，所以分析认为可能是泵房内的大量蒸汽窜入低压室并遇到从另一侧窗户（个别玻璃已损坏）进入的冷空气迅速冷凝而成凝水吸附在楼板上，时间一长就有水珠沿着楼板梁落到断路器上，使三相电源击穿短路产生电引起事故。

再经过查找，终于发现，因为安装在煤气站回水管路上的疏水器损坏，而使得大量蒸汽进入凝水箱，造成箱内冷水受热汽化，大量蒸汽从凝水箱内溢出。

事故处理：（1）修复疏水器，彻底杜绝蒸汽的来源。

（2）鉴于泵房与低压室间无法实现彻底隔离，故将 5 台循环泵短路保护用DZ10型低压断路器改为 RT0型有填料式熔断器，以加大相间绝缘距离。

3、配电柜元件安装拥挤引起的事故
事故经过：某日16时，值班电工合闸后只起动了数台设备，突然一声巨响，电弧喷射4~5秒，直到6kv侧油断路器跳闸才断开电源，造成 3台配电柜内低压断路器均烧毁，四处溅有铜铝熔珠。

事故分析：经检查，发现事故起源于DZ10-250型低压断路器触头相间。

此电弧诱发左右、上下开关母线相间拉弧，从而造成3台配电柜低压断路器全部烧毁。

再仔细分析，认为这套新安装的配电枢有下列不足之处。

（1）电气开关设计安排得太拥挤，有些开关之间插不进一枚伍分硬币，另外，低压断路器选型也均偏小。

（2）小开关配大母线，造成开关上、下桩头母线相间距离太小而不符合要求。

（3）从相邻开关壳体上看积有相当厚的粉尘。

试运行时，有些设备在起动和运行中跳闸较频繁，电气人员不加分析就把整定值调到最大，因此有故障时断路器拒动而烧坏开关。

据了解，在此之前曾有3
台DZ10-100型断路器损坏。

处理措施：（1）增加配电柜重新设置开关；（2）正确选择连接母线；（3）根据负载选择断路器容量和整定值；（4）定期除尘，巡检开关运行情况；（5）进行继电保护等方面的技术培训和电气安全规程教育。

结论
当设备发生了故障，一般会认为是设备质量差、档次低造成的，于是往往在加强设备指标水平上下功夫。

其实设备的绝缘水平等指标不可能也不应盲目地加强，对事故要具体分析，检查所发生的缺陷是否有普遍性，另一方面是要在继电保护和运行环境方面进行工作，这样才能收到事半功倍的效果。

我们应该正确使用、合理检测开关设备，保证其在绝缘、导电、机械操作以及开断性能方面可靠安全，并在长期运行中经得起时间的考验。